EP0120380A1 - Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Druck in einem Behälter - Google Patents

Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Druck in einem Behälter Download PDF

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EP0120380A1
EP0120380A1 EP84102607A EP84102607A EP0120380A1 EP 0120380 A1 EP0120380 A1 EP 0120380A1 EP 84102607 A EP84102607 A EP 84102607A EP 84102607 A EP84102607 A EP 84102607A EP 0120380 A1 EP0120380 A1 EP 0120380A1
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closure element
container
pressure
cutting device
plate
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    • Y10T137/1789—Having pressure responsive valve

Definitions

  • the invention relates to a safety device against impermissible pressure in a container according to the preamble of claim 1.
  • safety devices are also often used, each of which is provided with a concave-convex, membrane-like closure element which, when the pressure is inadmissible, rests against a cutting device and is cut open by it.
  • these devices only work properly at a relatively high rate of increase in the pressure acting on the closure element. When the pressure rises slowly, the minimum cutting work required to cut through the closure element is not regularly achieved.
  • a safety device against impermissible pressure in a container according to the preamble of claim 1 is also known.
  • this safety device constructed in the manner of a valve
  • the internal pressure of the container is applied to one side of the closure element.
  • On the opposite side of the closure element there is a valve plate which is under the pressure of a spring and has cutting points for cutting open the closure element.
  • the spring can be omitted in the known safety device and the valve plate can be designed in the manner of a stamp, the free shaft end of which engages on a crossbar clamped at both ends, which has a desired pressure point on its rear side.
  • the known safety device works in such a way that the closure element rests against the cutting points when the pressure in the container is inadmissible and is cut open by them and the crossbar on it The intended location breaks, so that the plunger releases the entire valve cross section for pressure relief.
  • the closure element rests against the cutting points when the pressure in the container is inadmissible and is cut open by them and the crossbar on it The intended location breaks, so that the plunger releases the entire valve cross section for pressure relief.
  • the closure element lies against the cutting points without being cut open.
  • the arrangement is such that only a round, bendable closure element can be used (US-PS 2o 79 164).
  • a closure element of the type mentioned in the preamble of claim 1 is also provided. If excess pressure occurs, this closure element can be cut open by a tubular cutting device which is held in the starting position by a rocker arm and is under the pressure of a spring. The rocker arm can be pivoted out of its initial position by a complex manostat device to release the cutting device. The arrangement is sluggish (FR-PS 2o 44 512).
  • a safety device against impermissible pressure in a container in which a closure element of the type mentioned in the preamble of claim 1 can be cut open with a tilting knife.
  • the tilting knife can be deflected into the tilting position by an actuating rod which engages a membrane which is arranged in its back and is under pressure in the container.
  • This known safety device is very complex. The cutting device is held non-positively in the starting position (US-PS 32 79 647).
  • Another known safety device against impermissible pressure in a container works so that an annular, two-layer snap spring holds a hollow cylindrical knife against a pressure of a medium present on a membrane designed as a closure element in its one snap position. If the pressure exceeds the force of the snap spring, the diaphragm bulges out and moves the snap spring into its other snap position via intermediate elements. The snap spring strikes, the knife against the membrane, which destroys it and the desired pressure relief takes place (US-PS 34 82 732).
  • the safety devices similar to the prior art described so far are from the publications FR-PS 22 52 519, FR-PS 15 95 66 0 , FR-PS 23 55 226, US-PS 19 7 0 718, DE-PS 568 0 51, DE -OS 27 27 935, US-PS 31 45 573, DE-OS 17 9 0 137 known.
  • the objects described in these documents are furthermore the object mentioned in the preamble of claim 1 than the safety devices described above.
  • the object of the invention is to provide the safety device specified in the preamble of claim 1 against impermissible pressure in a container so that even with a gradual increase in the pressure acting on the closure element it fulfills its safety function perfectly, that it is simply constructed that the geometry of its Closure element is largely freely selectable and that the closure element, except for the closure task, remains constantly inactive, so that no special requirements have to be made of its material properties, apart from the mechanical strength and the corrosion resistance.
  • the object is achieved by the solved in the characterizing part of claim 1 specified training.
  • the solution found is characterized in that when the pressure limit is reached, the cutting device does not creep, but suddenly, with the desired result, becomes active.
  • 1 denotes a container wall in which a pressure relief opening 2 is provided.
  • a frame 3 is welded in a gas-tight manner in the pressure relief opening 2 and has an edge 3a which is bent outwards.
  • a closure element 4 consisting of a metal foil is gas-welded, which closes the pressure relief opening 2.
  • closure element 5 designates a cutting device consisting of a single knife, with which the closure element 4 can be cut open when a predetermined pressure limit is reached, in order to achieve pressure equalization on both sides of the closure element 4.
  • the cutting device 5 is held in the starting position by a holding member 6 clamped in place.
  • a holding member 6 clamped in place.
  • several holding members 6 can also be used (not shown).
  • the holding member 6 is positively connected via an intermediate member 7 to the cutting device 5, which in turn is connected to the closure element 4 via a plate 8.
  • the closure element 4 is clamped between the plate 8 and a further plate 9.
  • the plates 8 and 9 only extend so far that there is still space for the attack of the cutting device 5 between the frame 3 and them.
  • the holding member 6 is further provided with a predetermined breaking point 6a in the example shown, which breaks through when the predetermined limit of the pressure acting on the overall arrangement is reached.
  • the holding member 6 suddenly breaks through at the predetermined breaking point 6a.
  • the pressure acting in the direction of the arrow then pushes the cutting device 5 against the closure element 4, which is cut under the attack of the cutting device.
  • the pressure medium then flows out of the pressure relief opening 2 until a pressure equalization occurs in front of and behind the closure element 4.

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Abstract

Bei einer Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Druck in einem Behälter, ist ein schneidbares, in der Art einer Membrane ausgebildetes Verschlußelement (4) vorgesehen, das eine Druckentlastungsöffnung einer Behälterwand hermetisch abschließt. Dem Verschlußelement (4) ist eine Schneideinrichtung (5) zugeordnet, die in einerAusgangslage von einem starren Halteglied (6) gehalten ist, das unter dem Innendruck des Behälters steht und eine Sollbruchstelle (6a) aufweist. Das Halteglied (6) ist starr mit der Schneideinrichtung (4) verbunden, die ihrerseits starr mit einer Platte (8) verbunden ist. Das Verschlußelement (4) dagegen ist, ausschließlich eines freien Randes für den Angriff der Schneideinrichtung (5), zwischen der Platte 8 und einer weiteren Platte 9 eingespannt, die auf der dem Innendruck des Behälters entgegengesetzten Seite des Verschlußelementes (4) angeordnet ist. Alle anderen Teile (5, 6, 7, 8) der Verschlußeinrichtung befinden sich auf der vom Innendruck des Behälters beaufschlagten Seite des Verschlußelementes (4). Die Sicherheitseinrichtung spricht schlagartig an, wobei das Verschlußelement passive ist. Hierdurch wird die Materialauswahl freier und die Form des Umrisses ist nicht auf die Kreisform beschränkt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Druck in einem Behälter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Sicherheitseinrichtungen gegen unzulässigen Druck in einem Behälter sind bereits mannigfach bekannt. Außer Ventilen gibt es unter anderem Einrichtungen, die bei unzulässigem Druck aufreißende Dünnstellen aufweisen, mit ebenen oder konkav-konvexen Berstscheiben ausgerüstet sind, Scherpfropfen besitzen oder durch Sprengkraft zerstörbare Verschlußelemente enthalten.
  • Je nach Erfordernissen,werden vielfach auch Sicherheitseinrichtungen verwendet, die jeweils mit einem konkav-konvexen, membranartigen Verschlußelement versehen sind, das sich bei unzulässigem Druck an eine Schneideinrichtung anlegt und von dieser aufgeschnitten wird. Diese Einrichtungen arbeiten jedoch nur bei einer verhältnismäßig großen Anstiegsgeschwindigkeit des auf das Verschlußelement wirkenden Druckes einwandfrei. Bei schleichend ansteigendem Druck wird die zum Durchschneiden des Verschlußelementes erforderliche Mindestschneidarbeit regelmäßig nicht erreicht. Die bekannten Sicherheitseinrichtungen, bei denen die Verschlußelemente durch den anstehenden Druck im Behälter, unter Änderung ihrer Form, gegen eine Schneideinrichtung gedrückt werden, müssen äußerst präzise gefertigt sein und erfordern neben der genügend hohen Geschwindigkeit des Druckanstieges eine besondere Geometrie sowie besondere Materialeigenschaften des Verschlußelementes, wenn sie zufriedenstellend arbeiten sollen (DE-A 28 28 341, 27 o6 723, 25 4o 597).
  • Es ist auch eine Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Druck in einem Behälter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt. Bei einem Ausführungsbeispiel dieser, in der Art eines Ventils aufgebauten Sicherheitseinrichtung, steht der Innendruck des Behälters an einer Seite des Verschlußelementes an. Auf der Gegenseite des Verschlußelementes liegt ein Ventilteller an, der unter dem Druck einer Feder steht und Schneidpunkte zum Aufschneiden des Verschlußelementes aufweist. Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, kann bei der bekannten Sicherheitseinrichtung die Feder entfallen und der Ventilteller in der Art eines Stempels ausgebildet sein, dessen freies Schaftende an einer beidendig eingespannten Querstange angreift, die auf ihrer Rückseite eine Solldruckstelle aufweist. Unter der Voraussetzung, daß der Stempel nach dem zweiten Ausführungsbeispiel mit Schneidpunkten nach dem ersten Ausführungsbeispiel versehen ist, arbeitet die bekannte Sicherheitseinrichtung so, daß sich das Verschlußelement bei unzulässigem Druck im Behälter an die Schneidpunkte anlegt und durch diese aufgeschnitten wird und die Querstange an der dafür vorgesehenen Stelle bricht, so daß der Stempel den ganzen Ventilquerschnitt für eine Druckentlastung frei gibt. Auch hier ist jedoch eine verhältnismäßig große Geschwindigkeit des Druckanstieges im Behälter erforderlich, wenn die Schneidpunkte zur Wirkung kommen sollen. Bei schleichend ansteigendem Druck legt sich das Verschlußelement an die Schneidpunkte an, ohne aufgeschnitten zu werden. Die Anordnung ist so getroffen, daß nur ein rundes, ausbiegbares Verschlußelement verwendbar ist (US-PS 2o 79 164).
  • Bei einer weiteren Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Druck in einem Behälter, ist ebenfalls ein Verschlußelement der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art vorgesehen. Wenn Überdruck auftritt, ist dieses Verschlußelement durch eine rohrförmige Schneideinrichtung aufschneidbar, die durch einen Kipphebel in der Ausgangslage gehalten ist und unter dem Druck einer Feder steht. Der Kipphebel ist durch eine aufwendige Manostateinrichtung zur Freigabe der Schneideinrichtung ausseiner Ausgangslage ausschwenkbar. Die Anordnung ist träge (FR-PS 2o 44 512).
  • Ferner ist eine Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Druck in einem Behälter bekannt, bei der ein Verschlußelement der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art mit einem Kippmesser aufschneidbar ist. Das Kippmesser ist bei auftretendem Überdruck in die Kipplage durch eine Betätigungsstange auslenkbar, die an einer in ihrem Rücken angeordnete unter dem Druck im Behälter stehende Membrane angreift. Diese bekannte Sicherheitseinrichtung ist sehr aufwendig. Die Schneideinrichtung wird nur kraftschlüssig in der Ausgangslage gehalten (US-PS 32 79 647).
  • Eine ebenfalls bekannte Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Druck in einem Behälter arbeitet so, daß eine ringförmige, Zweilagen-Schnappfeder ein hohlzylindrisches Messer gegen einen an einer als Verschlußelement ausgebildeten Membrane anstehenden Druck eines Mediums in ihrer einen Schnapplage hält. Wenn der Druck die Kraft der Schnappfeder überschreitet, baucht sich die Membrane aus und bewegt über Zwischenglieder die Schnappfeder in ihre andere Schnapplage. Die Schnappfeder stößt, dabei das Messer gegen die Membrane, wodurch diese zerstört wird und die erstrebte Druckentlastung erfolgt (US-PS 34 82 732).
  • Dem bisher beschriebenen Stand der Technik ähnliche Sicherheitseinrichtungen sind aus den Druckschriften FR-PS 22 52 519, FR-PS 15 95 660, FR-PS 23 55 226, US-PS 19 70 718, DE-PS 568 051, DE-OS 27 27 935, US-PS 31 45 573, DE-OS 17 90 137 bekannt. Die in diesen Druckschriften beschriebenen Gegenstände liegen dem im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gegenstand ferner als die vorstehend beschriebenen Sicherheitseinrichtungen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebene Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Druck in einem Behälter so auszubilden, daß sie auch bei schleichendem Anstieg des auf das Verschlußelement wirkenden Druckes ihre Sicherheitsaufgabe einwandfrei erfüllt, daß sie einfach aufgebaut ist, daß die Geometrie ihres Verschlußelementes weitgehend frei wählbar ist und daß das Verschlußelement,außer der Verschlußaufgabe, ständig inaktiv bleibt, so daß an seine Materialeigenschaften, abgesehen von der mechanischen Festigkeit und der Korrosionsfestigkeit, keine besonderen Anforderungen gestellt werden müssen.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene Ausbildung gelöst.
  • Die gefundene Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß beim Erreichen der Druckgrenze die Schneideinrichtung nicht schleichend sondern plötzlich, mit dem gewünschten Ergebnis aktiv wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung rein schematisch dargestellt, die im Schnitt einen Aufriß einer Sicherheitseinrichtung zeigt, bei der alle wesentlichen Elemente formschlüssig miteinander verbunden sind.
  • In der Zeichnung ist mit 1 eine Behälterwand bezeichnet, in der eine Druckentlastungsöffnung 2 vorgesehen ist.
  • In der Druckentlastungsöffnung 2 ist gasdicht ein Rahmen 3 eingeschweißt, der einen nach außen umgebogenen Rand 3a aufweist. Auf dem Rand 3a ist ein aus einer Metallfolie bestehendes Verschlußelement 4 gasicht angeschweißt, das die Druckentlastungsöffnung 2 verschließt.
  • Mit 5 ist eine aus einem einzigen Messer bestehende Schneideinrichtung bezeichnet, mit der bei Erreichen einer vorgegebenen Druckgrenze das Verschlußelement 4 aufschneidbar ist, um einen Druckausgleich beidseits des Verschlußelementes 4 zu erreichen.
  • Die Schneideinrichtung 5 ist durch ein ortsfest eingespanntes Halteglied 6 in der Ausgangslage gehalten. Anstelle nur eines Haltegliedes 6 können auch mehrere Halteglieder 6 verwendet werden (nicht dargestellt).
  • Das Halteglied 6 ist über ein Zwischenglied 7 mit der Schneideinrichtung 5 formschlüssig verbunden, welche ihrerseits mit dem Verschlußelement 4 über eine Platte 8 verbunden ist. Das Verschlußelement 4 ist zwischen der Platte 8 sowie einer weiteren Platte 9 eingespannt.
  • Die Platten8 und 9 erstrecken sich nur soweit, daß zwischen dem Rahmen 3 und ihnen noch Platz für den Angriff der Schneideinrichtung 5 ist.
  • Das Halteglied 6 ist ferner mit einer im dargestellten Beispiel aus einer Ringnut bestehenden Sollbruchstelle 6a versehen, die beim Erreichen der vorgegebenen Grenze des auf die Gesamtanordnung wirkenden Druckes durchbricht.
  • Wirkungsweise:
    • Unterhalb der vorgegebenen Druckgrenze bleibt die gesamte Anordnung in Ruhe.
  • Sobald die vorgegebene Druckgrenze erreicht ist, bricht das Halteglied 6 an der Sollbruchstelle 6a plötzlich durch. Der in Pfeilrichtung wirkende Druck stöst daraufhin die Schneideinrichtung 5 gegen das Verschlußelement 4, welches unter dem Angriff der Schneideinrichtung durchgeschnitten wird. Anschliessend strömt das Druckmedium solange aus der Druckentlastungsöffnung 2 aus, bis sich vor- und-hinter dem Verschlußelement 4 ein Druckausgleich einstellt.

Claims (2)

1. Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Druck in einem Behälter, mit einem eine Druckentlastungsöffnung (2) einer Behälterwand (1) hermetisch abschließenden, schneidbaren Verschlußelement (4), einer gegen das Verschlußelement (4) gerichteten Schneideinrichtung und mindestens einem die Schneideinrichtung (5) unterhalb einer vorgegebenen Druckgrenze in einer Ausgangslage haltenden starren Halteglied (6),das unter dem Innendruck des Behälters steht und eine beim Überschreiten der vorgegebenen Druckgrenze durchbrechende Sollbruchstelle (6a) aufweist, gekennzeichnet durch die Merkmale:
1.1 das Halteglied (6) ist, erforderlichenfalls unter Verwendung eines Zwischengliedes (7), starr mit der Schneideinrichtung (4) verbunden,
1.2 die Schneideinrichtung (4) ist starr mit einer Platte (8) verbunden,
1.3 das Verschlußelement (4) ist, unter Freilassen eines Randes für den Angriff einer Schneide der Schneideinrichtung (5), zwischen der Platte (8) und einer weiteren Platte (9) eingespannt,
1.4 das Halteglied (6), gegebenenfalls das Zwischenglied (7), die Schneideinrichtung (4) und die Platte
(8) sind auf der vom Innendruck des Behälters beaufschlagten Seite des Verschlußelementes (5) angeordnet.
2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß das Verschlußelement (4) aus einer ringsum eingespannten Metallfolie besteht.
EP84102607A 1983-03-24 1984-03-09 Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Druck in einem Behälter Expired EP0120380B1 (de)

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